蒲城縣不同種植制度對土壤性質(zhì)的影響

摘要：為探討蒲城縣不同種植制度對土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效磷和鉀、堿解氮的影響。本文于2022年3月—2023年12月通過調(diào)查不同種植制度，分析了土壤質(zhì)量的變化。結(jié)果表明：不同種植制度下的耕作田土壤均顯偏堿性，灌溉連作玉米田、日光溫室辣椒種植田內(nèi)土壤pH較輪作旱田玉米、旱田辣椒種植模式下土壤pH分別降低0.18、0.37；連作西瓜田內(nèi)土壤pH較輪作待種旱田土壤pH降低0.98。所測耕作田有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量均偏低，日光溫室內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮與速效磷和鉀含量較溫室外土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮與速效磷和鉀含量分別提高8.06 g/kg、18.2 mg/kg、2.41 mg/kg、42.69 mg/kg。

關(guān)鍵詞：種植制度；土壤質(zhì)量；問題；改善方案

蒲城縣地處關(guān)中平原北部，境內(nèi)地勢北高南低，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，海拔345～1 282 m，年降雨量533 mm，無霜期222 d，日照時數(shù)2 349 h，土地平坦，土層深厚，水源充足，晝夜溫差大，光熱資源豐富。全縣總面積1 584 km2，總?cè)丝?8萬，轄區(qū)17個鎮(zhèn)（街道）269個行政村。種植制度是一個地區(qū)或生產(chǎn)單位作物的組成、配置、熟制與種植方式的總體概括。土壤肥力是反映土壤肥沃性的重要指數(shù)，是判斷土壤為農(nóng)作物生長提供所需各種養(yǎng)分的能力。因此，探究不同種植制度對土壤性質(zhì)的影響，對農(nóng)業(yè)合理規(guī)劃與種植，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的提高有著十分重要的意義。本研究通過采樣分析，調(diào)查蒲城縣境內(nèi)農(nóng)作物的種植模式，采取不同種植模式下的土壤樣品，以測定其土壤肥力的大小，對本地區(qū)土地的利用、流轉(zhuǎn)及指導(dǎo)農(nóng)作物生產(chǎn)、施肥等提供一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況

選擇龍池鎮(zhèn)與堯山鎮(zhèn)為研究對象。龍池鎮(zhèn)耕地面積2 786.67 hm2，主要以種植西甜瓜、玉米、小麥P8H039KpER5430Jb6t4Q8N0VkDiqUyrJZ4t51h07e6g=、大棚蔬菜為主；堯山鎮(zhèn)耕地面積485.33 hm2，主要種植小麥、玉米、黃豆、蔬菜。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集

在上述兩鎮(zhèn)3個村子內(nèi)選取灌溉玉米田、日光溫室辣椒種植田、日光溫室外、西瓜田、旱田玉米、旱田小麥、旱田辣椒、旱田黃豆、待種旱田作為研究對象，按S型線路采樣（每塊種植田采集8～10個樣品），詢問當(dāng)?shù)剞r(nóng)民采樣地灌溉、施肥、產(chǎn)量、種植面積、種植模式及經(jīng)濟(jì)效益等，采樣深度為20 cm。

1.2.2 樣品測定

土樣經(jīng)風(fēng)干、研磨、過<1 mm篩后，對土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀進(jìn)行測定，每份土樣3次重復(fù)。（1）pH的測定：使用pHS-3C型pH計對所取土樣進(jìn)行測定。（2）有機(jī)質(zhì)測定：重鉻酸鉀容量法——稀釋熱法，稱取0.500 g土樣倒入500 mL三角瓶中，加入10 mL 1.0 mol/L（1/6 K2Cr2O7）溶液于土壤樣品中，使其混合均勻后加入 20 mL濃H2SO4，緩慢轉(zhuǎn)動三角瓶1 min，確保試劑與土壤充分作用，在石棉板上放置約30 min后，加水稀釋至250 mL，加3～4滴鄰菲啰啉指示劑，用0.5 mol/L FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至近終點(diǎn)時溶液顏色由綠色變?yōu)榘稻G色，逐漸加入FeSO4直至生成磚紅色沉淀。同樣的方法做2～3個空白測定（即不加土樣）。（3）堿解氮測定：稱取通過1毫米篩的風(fēng)干土樣2 g（精確到0.01 g）均勻鋪在擴(kuò)散皿外室，水平地輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，使土樣鋪平。在擴(kuò)散皿的內(nèi)室中加入2％含指示劑的硼酸溶液2 mL后，在擴(kuò)散皿的外室邊緣涂上堿性甘油，蓋上毛玻璃，使毛玻璃與擴(kuò)散皿邊緣完全粘合，再慢慢轉(zhuǎn)開毛玻璃 的一邊，使擴(kuò)散皿露出一條狹縫，迅速加入10 mL 1 mol/L NaOH液于擴(kuò)散皿的外室中，立即將毛玻璃旋轉(zhuǎn)蓋嚴(yán)，在實(shí)驗(yàn)臺上水平地輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，使溶液與土壤充分混勻，并用橡皮筋固定；隨后小心放入40℃的恒溫箱中。24 h后取出，用0.005 mol/L H2SO4標(biāo)準(zhǔn)液微量滴定擴(kuò)散皿內(nèi)室硼酸液吸收的氨量，其終點(diǎn)為紫紅色。另取一擴(kuò)散皿，做空白試驗(yàn)，不加土壤，其他步驟與有土壤的相同。（4）速效磷測定：稱取通過20目篩子的風(fēng)干土樣2.5 g（精確到0.001 g）于150 mL三角瓶（或大試管）中，加入0.05 mol/L NaHCO3溶液50 mL，加1勺無磷活性炭，塞緊瓶塞，振蕩30 min，立即用無磷濾紙過濾，濾液承接于100 mL三角瓶中，吸取濾液10 mL（含磷量高時吸取2.5～5.0 mL，同時應(yīng)補(bǔ)加0.05 mol/L NaHCO3溶液至10 mL）于150 mL三角瓶中，再用滴定管準(zhǔn)確加入蒸餾水35 mL，然后移液管加入鉬銻抗試劑5 mL，搖勻，放置30 min后，用880 nm或700 nm波長進(jìn)行比色。以空白液的吸收值為0，讀出待測液的吸收值（A）。（5）速效鉀測定：稱取通過1 mm篩孔的風(fēng)干土5.00 g于100 mL三角瓶或大試管中，加入1 mol/L NH4OAc溶液50 mL，塞緊橡皮塞，振蕩30 min，用干的普通定性濾紙過濾。濾液盛于小三角瓶中，同鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液一起在火焰光度計上測定。記錄其檢流計上的讀數(shù)，然后從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得其濃度。

1.3 種植制度

下文圖表中a、b、c、d、e、f、g、h、i依次代表西瓜田、灌溉玉米田、旱田玉米、旱田小麥、旱田辣椒、旱田黃豆、日光溫室外、日光溫室內(nèi)（辣椒田）、待種旱田所取土樣。西瓜田、灌溉玉米田和日光溫室種植常年連作；旱田玉米、旱田小麥、旱田辣椒、旱田黃豆、待種旱田為輪作田。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植制度對土壤pH的影響

土壤酸堿度是土壤重要的基本性質(zhì)之一，是土壤形成和熟化培肥過程的一個指標(biāo)。因此，土壤pH測定的意義不僅是衡量土壤酸性或堿性的指數(shù)，而且可判斷pH影響土壤養(yǎng)分有效性。

從圖1可知，所有耕作田及溫室外土壤均顯偏堿性，西瓜田土壤pH比輪作待種旱田低0.98，比灌溉玉米田低0.8。灌溉玉米田比輪作旱田低0.18，日光溫室內(nèi)土壤pH較溫室外土壤pH降低0.37。輪作田pH變化并不明顯，灌溉玉米田和日光溫室內(nèi)由于連作及灌溉施肥量大等原因pH低于輪作田。

2.2 不同種植制度對土壤機(jī)質(zhì)與堿解氮影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要組成部分，更是作物養(yǎng)分的重要來源，特別是氮、磷。因此，土壤有機(jī)質(zhì)的含量，不僅能判斷土壤肥力水平高低，而且可以指導(dǎo)后期施用氮肥。

從圖2可知，蒲城縣不同種植制度下土壤有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量均偏低。其中，輪作田有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量差異不顯著。西瓜田有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量均最高為20.87 g/kg、45.64 mg/kg。日光溫室外土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量最低分別為11.27 g/kg、23.1 mg/kg，說明其土壤性質(zhì)不穩(wěn)定，不利于有機(jī)質(zhì)與堿解氮積累，故其含量極低。灌溉玉米田、日光溫室辣椒種植田土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量高于旱田輪作主要與大量施肥有關(guān)。

2.3 不同種植制度對土壤速效磷與速效鉀的影響

土壤速效含量高低直接影響作物的光合作用、抗寒、抗病。因此，土壤速效磷和鉀含量不僅能直接反映土壤供磷和鉀的能力，同時，對合理施肥及作物增產(chǎn)有著不可或缺的作用。

從圖3可以看出不同種植制度下土壤中速效磷和鉀含量偏低，施鉀肥和磷肥對農(nóng)作物生長有顯著效果。西瓜田、日光溫室外及灌溉玉米田速效磷和鉀含量極低，這與西瓜田和灌溉玉米田常年連作對磷肥和鉀肥的需求很大的直接關(guān)系。溫室外速效磷和鉀含量低，說明其土壤養(yǎng)分貧瘠。日光溫室內(nèi)速效磷和鉀含量高說明為了種植經(jīng)濟(jì)作物農(nóng)民施大量的草木灰及有機(jī)肥，使得土壤中的速效鉀含量有了顯著提高。對于，旱田玉米土壤中的速效鉀含量高，可能和秸稈焚燒有關(guān)系，無意識地提高了土壤的速效鉀含量。

3 存在問題及改善方案

3.1 存在問題

3.1.1 土壤肥力貧瘠

所取土樣為黏性質(zhì)地，黏性較大、通透性差、易積水，加之連年耕作土壤物理結(jié)構(gòu)退化，土壤有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量相對偏低。

3.1.2 一味追求高產(chǎn)

大量施用化肥對大田作物、經(jīng)濟(jì)作物常年連作。近年來，病蟲害有加大趨勢。大部分農(nóng)民不能正確認(rèn)識農(nóng)作物不同生長期所需營養(yǎng)成分，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，僅憑借種植經(jīng)驗(yàn)施肥，已跟不上時代的步伐，造成化肥濫用，易造成土壤板結(jié)、產(chǎn)能低、品質(zhì)差。

3.2 改善措施

3.2.1 改善施肥方法

根據(jù)農(nóng)作物不同生長期所需營養(yǎng)成分，同時，分析種植區(qū)土壤的pH，提供合理的化肥種類和數(shù)量；此外，鼓勵和提倡在作物生長期增施葉面肥、施底肥和根部施肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，減少浪費(fèi)，提高轉(zhuǎn)化率、利用率。

3.2.2 合理輪作

大量試驗(yàn)證明，作物輪作的必要性，wC51GgGoTC7lXe296cQzD9JIBFPw1dDtgqHRbNWj478=不僅可以協(xié)調(diào)不同作物之間養(yǎng)分吸收的局限性，而且可以改善土壤性狀，調(diào)節(jié)土壤肥力，防治病蟲草害，減少土傳病蟲害發(fā)生，提高抗病力。

3.2.3 合理間作

間作是增加單位面積生物多樣性的一種有效種植方式。合理間作能提高作物養(yǎng)分吸收能力，提高養(yǎng)分時效性，減少連作時部分養(yǎng)分積攢；同時，增加單位時間內(nèi)葉面光照，提高光合效率；顯著增強(qiáng)土壤水分，豐富土壤中的生物種群，保持生態(tài)平衡。

3.2.4 免耕與秸稈還田

免耕可以減緩?fù)羵鞑『Φ膫鞑?，從而減輕病害的危害程度。免耕能減少土壤里的水分蒸發(fā)，提高土壤保墑能力。農(nóng)作物秸稈還田可以改善土壤物理性狀、土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤生物活性，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效解決秸稈亂堆亂放，減少秸稈焚燒，降低了農(nóng)業(yè)面源污染和土壤污染，保護(hù)環(huán)境，為保持土壤健康打下了一個良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

對蒲城縣不同種植制度下肥料投入及土壤性質(zhì)進(jìn)行測定，結(jié)果表明，作物連作和過量施肥是導(dǎo)致土壤質(zhì)量退化的主要原因。溫室栽培長期施用有機(jī)肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機(jī)質(zhì)，調(diào)節(jié)土壤pH。大量施用化學(xué)氮肥，可增加土壤速效氮的含量，但磷、鉀含量相對減少，因此，要多施有機(jī)肥，并提倡秸稈還田。

日光溫室內(nèi)土壤有機(jī)碳、堿解氮、速效磷和鉀均顯著提高，而土壤pH有下降顯著。有研究表明，秸稈還田可以顯著提高土壤速效磷和鉀含量，西瓜田、灌溉玉米田速效磷和鉀含量均低，從而可以選擇輪作[1]，合理利用土壤養(yǎng)分，玉米秸稈粉碎還田彌補(bǔ)土壤中速效磷和鉀的含量。部分地勢沒有輪作條可以通過與養(yǎng)地植物進(jìn)行輪作，如苜蓿等，或玉米大蒜套作等提高經(jīng)濟(jì)效益保護(hù)土壤養(yǎng)分。

旱田輪作對土壤養(yǎng)分來說起到一定的保護(hù)作用，但經(jīng)濟(jì)效益過低基本靠天吃飯費(fèi)時費(fèi)力，尋找合適的耐旱經(jīng)濟(jì)作物是目前重要的任務(wù)?，F(xiàn)國家推行土地流轉(zhuǎn)，改革種植制度能夠充分利用土地，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，對土壤肥力和生產(chǎn)力具有重要的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫光聞，陳日運(yùn)，劉后誠.設(shè)施蔬菜連作障礙原因及防治措施[J].農(nóng)業(yè)上程學(xué)報，2005，21（Z2）：184-188.